IC50如何测？拿到数据不会处理？常见活性数值分不清？一文Get！

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引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/mmmm12134/article/details/144765887

IC50值是药物研发和生物医学研究中常用的活性指标，用于衡量物质对生物过程的抑制效果。本文将详细介绍IC50值的概念、应用场景、实验测定方法以及数据处理过程，并通过具体案例说明其在激酶抑制剂和细胞毒活性试验中的应用。

IC50值及其应用场景

IC50（Half maximal inhibitory concentration）又称为半数抑制浓度，其单位通常为nM、μM等。IC50值用于指示某一药物或物质（抑制剂）对某些生物过程（如酶、细胞、受体或微生物）达到50%抑制效果时的浓度。IC50值越低，表示其抑制效力越强。

IC50值被广泛应用于药物开发、毒理学、基础研究等领域，为理解药物效应和优化治疗策略提供了有力支持。

IC50值的应用

1. 药物筛选和开发

• 初步筛选：在药物发现过程中，IC50值用于筛选潜在的药物候选分子，以确定其对特定靶标如酶抑制的活性。
• 优化化合物：通过比较不同化合物的IC50值，研究人员可以优化药物分子的结构，提高其效能。

2. 评估细胞毒性

• 细胞生物学研究：IC50用于评估化合物对癌细胞或其他细胞类型的毒性，帮助研究其对细胞生长和存活的影响。
• 毒理学研究：在药物安全性评估中，IC50值用于确定化合物对正常细胞的影响，评估其潜在的副作用。

3. 药物相互作用研究

• 联合用药研究：通过测定单独药物和联合用药的IC50，研究不同药物之间的相互作用和协同效应，以优化治疗方案。

常用实验的IC50值测定

激酶抑制剂的IC50值测定

为了寻找新型的CaMKII抑制剂作为治疗人类心脏疾病的潜在药物，研究者利用高通量系统进行筛选，并在第二次筛选中，对33个有潜力的分子化合物进行了IC50值测定，所得IC50最低的前10种化合物如下（图1）。

图1. 抑制CaMKII-δ激酶IC50值最低的前10个分子及其结构曲线

操作步骤（供参考）

1. 激酶自磷酸化：通过将2 ng/μL CaMKIIδ重组蛋白与0.2 mM CaCl2、10 mM MgCl2、0.01 mM ATP、200 μM autocamtide-3（CaMKII-δ的肽底物）、30 nM CaM和0.1 g/mL BSA（来自牛血清的白蛋白）在含有25 mM Tris-HCl pH 7.5的缓冲液中孵育来实现的。
2. IC50值测定：对初筛所得33个分子化合物复筛，将其按实验设计加入激酶反应体系中，进行IC50值测定。
3. 发光测定：通过发光测定监测CaMKII-δ磷酸转移酶活性（注意：如果激酶反应不是在室温下进行，在加入ADP-Glo™试剂之前，将板平衡至室温）。
4. 记录发光：使用微孔板读数仪记录读数。
5. 数据分析：数据以平均值±SEM表示。使用GraphPad Prism版本8.01（GraphPad Software, Inc.）和SPSS 24.0软件包（IBM SPSS Statistics，版本24.0）进行统计分析。

发光检测原理：

当CaMKII-δ被激活时，它会通过将ATP转化为ADP来磷酸化底物。在该测定中，CaMKII-δ的肽底物（Autocamtide-3）的磷酸化与ATP到ADP的转变酶促偶联。ADP-Glo试剂用于终止激酶反应并去除未反应的ATP。加入激酶检测试剂终止ATP消耗反应并将ADP转化为ATP，然后通过荧光素酶反应将ATP进一步转化为光。

图2. 发光检测酶活性原理图

细胞毒活性试验的IC50值测定

为了揭示吡啶和噻唑衍生物的抗癌活性，以阿霉素为对照药，使用MTT法测试噻唑基吡啶类化合物对肺癌（A549）细胞系的体外抗癌作用，对其进行了IC50值测定。

图3. 吡啶和噻唑衍生物对肺癌（A549）细胞系的抑制作用

操作步骤（供参考）

1. 化合物制备：将合成的化合物及参考药物阿霉素溶解于DMSO中。准备不同浓度的工作溶液以供实验使用。
2. 细胞处理：将预培养的细胞系暴露于不同浓度的测试材料，在37°C下孵育24小时。使用PBS清洗去除死细胞。
3. MTT染色：向每个孔加入25 µL 0.5% MTT染液。在37°C条件下孵育3-4小时。
4. 溶解与读数：加入0.05 mL DMSO溶解细胞内形成的甲瓒晶体，并在摇床上放置30 min。利用ELISA板读数仪测量各孔的吸光度值。
5. 数据分析：重复实验三次，计算平均值。细胞存活率计算公式为：（处理组吸光度/对照组吸光度）× 100%。使用Master-plex-2010程序确定IC50值。

IC50值的数据计算

IC50值是通过剂量反应曲线（Dose-Response Curve）生成，具体方法可能因实验设计和使用的分析软件而有所不同，这需要进行一系列不同浓度的药物处理实验。

IC50值的数据处理

1. 实验设计：进行细胞或酶实验，将靶标（如细胞系、酶等）暴露于多个不同浓度的药物中。
2. 记录数据：测量药物对靶标的抑制效果，例如细胞存活率、酶活性或代谢产物变化。
3. 处理数据：将所得表格数据进行转化，使用Graphpad prism软件计算—创建表格—输入浓度和抑制率—点击Analyze，选择对数变换--通过非线性回归（Non-linear regression）对实验数据进行拟合---得IC50值，其标准曲线为S型曲线。

图4. IC50值的标准曲线

需要注意的是，虽然IC50的应用十分广泛，但IC50值是通过体外实验获得的，仅为体外数据，不能完全反映药物在体内复杂环境下的效果。

ED50、TD50和LD50

活性数值在药理学和生物化学领域非常重要，用于描述药物或分子与靶标之间的相互作用及效果，对于理解药物作用机制、优化化合物结构以及指导临床用药等方面都具有重要意义。

小结

本文主要介绍了IC50，并为大家整理了关于ED50、TD50和LD50的简要汇总。下期将为大家介绍EC50及其相关应用。